Česti nedostaci i rješenja za PET preformu metodom injektiranja

U procesu proizvodnje PET preforma metodom ulivanja pod tlakom, unatoč kontinuiranom tehnološkom napretku, različiti nedostaci se povremeno i dalje javljaju. Temeljno razumijevanje uobičajenih nedostataka, njihovih uzroka te učinkovita rješenja ključni su faktori osiguravanja kvalitete proizvodnje PET preforma.

 

Nedostatak na površini za brtvljenje boca

Točnost brtvene površine boca izravno je povezana s brtvljenjem PET boce. U stvarnoj proizvodnji, čak i ako dimenzije grla boce zadovoljavaju tolerancije, na brtvenoj površini i dalje mogu nastati mikroskopske nepravilnosti, što može dovesti do curenja zraka nakon pričvršćivanja poklopca. To se prvenstveno događa zbog nedovoljne mikrohrapavosti površine kalupa, nesigurnosti tijekom procesa injekcije i prebrzog pada tlaka tijekom faze zadržavanja. Konkretna rješenja uključuju: korištenje elektroerozijske tehnologije visoke preciznosti za postizanje zrcalne površine brtve kalupa i kontrolu Ra vrijednosti hrapavosti ispod 0,2 μm; uvođenje servo-hidrauličnog sustava za postizanje linearnog slabljenja tlaka tijekom faze zadržavanja radi prevencije skupljanja i deformacije brtvene površine zbog naglog pada tlaka; te razvoj posebne ispitne opreme za trodimenzionalno skeniranje konture brtvene površine grla boce pomoću laserskog interferometra, povećavajući točnost detekcije na 0,1 μm, čime se osigurava da 100% ispravnih proizvoda dođe na tržište.

Točke koncentracije ostatnog naprezanja

Točke koncentracije naprezanja lako nastaju na korijenu niti, prijelazu ramena i drugim dijelovima bočice uslijed konstrukcijskih ili procesnih problema. Ova mala područja izložena su lokalnim preopterećenjima tijekom procesa izduživanja ili punjenja, što može dovesti do pukotina. Tradicionalni dizajni često se oslanjaju na empirijske formule i ne mogu točno predvidjeti raspodjelu naprezanja; turbulencija rastopljenog materijala i nejednako hlađenje tijekom procesa injekcijskog prešanja dodatno pogoršavaju koncentraciju naprezanja.

Inovativna rješenja započinju dizajnom. Program za analizu metodom konačnih elemenata koristi se za simulaciju i optimizaciju strukture preforme boca. Prilagodbe parametara, poput polumjera zaobljenja i gradijenta debljine stijenke, smanjuju faktor koncentracije naprezanja za više od 30%. Hladnjaci se smještaju u kalup za lokalno ubrzano hlađenje ključnih dijelova radi ravnomjernije raspodjele naprezanja. U proizvodnji se koristi tehnologija valjanja temperature kalupa. Tijekom faze punjenja temperatura kalupa se povećava kako bi se smanjila otpornost protoku rastopljenog materijala, dok se tijekom faze hlađenja temperatura brzo snižava radi smanjenja ostatnog naprezanja na izvoru.

 

Neravnomjerna debljina stijenke preforme

Nejednaka debljina zida preforme će uticati na naredni proces bokaliranja, što dovodi do problema poput deformacije boca i nejednake čvrstoće. Glavni uzroci ovog nedostatka su nepravilno projektovanje kalupa, nejednaka raspodjela tlaka pri umetanju i nejednak sistem hlađenja. Tačnost dimenzija šupljine kalupa, pozicija i veličina ulaza za materijal će uticati na tok i punjenje rastopljenog materijala, što rezultira razlikama u debljini zida. Osim toga, nejednako hlađenje uzrokuje nejednaku kontrakciju različitih dijelova bocice, što pogoršava nejednaku debljinu zida.

Kako bi se poboljšao ovaj problem, potrebno je započeti od početka dizajna kalupa, optimizirati strukturu kalupa uz pomoć softvera za analizu tokova, racionalno odrediti broj, poziciju i veličinu ulaza te osigurati ravnomjerno punjenje šupljine talinom. Tijekom procesa proizvodnje, kontrolira se injekcijski tlak i brzina, koristi se segmentirana injekcija kako bi se osiguralo glatko punjenje kalupa. Uz to, optimizira se sustav hlađenja kalupa kako bi se osigurala ravnomjerna distribucija rashladnog medija, čime će brzina hlađenja svakog dijela polaznog komada biti konstantna.

Poteškoće pri izbacivanju polaznih komada

Teško izvlačenje predmeta iz kalupa ne samo da smanjuje učinkovitost proizvodnje, već također uzrokuje lako oštećenje i lom predmeta. Uobičajeni razlozi uključuju visoku hrapavost površine kalupa, nedovoljan nagib za izvlačenje, neprikladno projektiranje mehanizma za izbacivanje itd. Ako površina kalupa nije dovoljno glatka, povećat će se trenje između predmeta i kalupa; a ako je nagib za izvlačenje premali ili ako je pozicija izbacivanja pogrešna, bit će teško glatko ukloniti predmet iz kalupa. Kako bi se riješio ovaj problem, površinu kalupa može se brušenjem učiniti glađom, smanjujući time hrapavost i trenje. Tijekom faze projektiranja kalupa, nagib za izvlačenje treba razumno povećati. Općenito, nagib za izvlačenje kalupa za PET predmete treba biti između 1° i 2°. Osim toga, projektiranje mehanizma za izbacivanje optimizira se kako bi se osigurala ravnomjerna raspodjela sile izbacivanja i spriječila šteta na predmetu zbog nejednake sile. Također, na površinu kalupa može se nanijeti sredstvo za odvajanje, ali treba pripaziti da se odabere sredstvo koje zadovoljava standarde higijene prehrane kako bi se izbjegla kontaminacija predmeta.

 

 

Kvaliteta PET preforma često je posljedica više čimbenika i zahtijeva sustavnu analizu aspekata kao što su sirovine, oprema, proces i okoliš. Preporučuje se da poduzeća uspostave sveobuhvatni sustav praćenja kvalitete koji će zapisivati sve parametre procesa svake serije proizvoda i pružiti podatkovnu podršku za poboljšanje kvalitete. Ujedno, jačanje obuke operatera i osiguranje stroge primjene procesne discipline može omogućiti stabilnu proizvodnju.